DE1523881C

DE1523881C - Electronic watch with a sound-frequency flexural oscillator

Info

Publication number: DE1523881C
Application number: DE19651523881
Authority: DE
Inventors: Max Neuenburg Hetzel (Schweiz)
Original assignee: Centre Electronique Horloger S.A., Neuenburg (Schweiz)
Priority date: 1964-02-18
Filing date: 1965-02-09
Publication date: 1973-03-15

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Kleinuhr mit einem als Zeitnormal und Antriebselement dienenden tonfrequenten Biegeschwinger, der zwei Schwingarme aufweist, welche auf einem wesentlichen Teil ihrer Länge entlang dem Rand des Uhrwerks verlauf en. ·The invention relates to an electronic watch with an audio-frequency flexural oscillator serving as a time standard and drive element, which has two swing arms, which along a substantial part of their length along the edge of the Movement run. ·

Außer mit Stimmgabeln als Schwinger arbeitenden elektronischen Kleinuhren (»Elektronik«, 1962,Nr. 1, S. 12) sind auch bereits Konstruktionen bekannt, bei denen der Biegeschwinger ringförmig ausgebildet ist (französische Patentschrift 1 315 380), wobei die gebogenen Schwingarme entlang dem Uhrwerksrand verlaufen. Diese Ausbildung des Schwingers hat zwar gegenüber der Form einer Stimmgabel, welche den _Λ In addition to electronic clocks that work as oscillators with tuning forks ("Elektronik", 1962, No. 1, p. 12), designs are already known in which the flexural oscillator is designed in a ring shape (French patent 1 315 380), with the curved oscillating arms along the The clockwork edge run. This training of the oscillator has compared to the shape of a tuning fork, which the _Λ

gegeben und α die dem Elastizitätsmodul proportionale Federkonstante ist. Ein verbesserter GütefaTctör bedeutet eine höhere Stabilität der Schwingung und eine geringere Alterung des Schwingers.given and α is the spring constant proportional to the modulus of elasticity. An improved quality factor means a higher stability of the oscillation and less aging of the transducer.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die in den Befestigungsfuß übergehende Verbindungsstelle beider Schwingarme den Boden einer in bezug auf den Uhrwerksrand konkav gekrümmten, symmetrischen Einbuchtung bildet, durch die zwischen dem Uhrwerksrand und dem Schwinger ein Zwischenraum ausgespart wird.To solve this problem, the invention is characterized in that the in the mounting foot passing junction of the two swing arms the bottom of one with respect to the clockwork edge concave curved, symmetrical indentation forms through which between the clockwork edge and a gap is left open for the transducer.

Durch diese Einbuchtung wird die effektive Länge der Schwingarme vergrößert, so daß bei einer vorbestimmten Schwingungsenergie die Energiedichte im Schwinger kleiner als bei bekannten Schwingerformen bzw. bei gegebener Außenabmessung und Dicke des Schwingers das die elastische Energie aufnehmende Materialvolumen größer als bei ringförmigen oder üblichen Stimmgabelschwingern gemacht werden kann.By this indentation, the effective length of the swing arms is increased, so that at a predetermined Vibration energy the energy density in the transducer is smaller than in known transducer shapes or with a given outer dimension and thickness of the oscillator, the one that absorbs the elastic energy Material volume can be made larger than with ring-shaped or conventional tuning fork transducers can.

Außerdem kann der Zwischenraum zwischen Uhrwerksrand und Schwinger vorteilhafterweise zur Unterbringung einer wenigstens näherungsweise in der Ebene des Schwingers zu montierenden Zeigerstellwelle dienen. Bei den bekannten ringförmigen Schwingern bereitet die Unterbringung der ZeigerstellwelleIn addition, the space between the clockwork edge and the oscillator can advantageously be used for accommodation a pointer adjusting shaft to be mounted at least approximately in the plane of the oscillator serve. In the known ring-shaped oscillators, the pointer setting shaft is accommodated

3 43 4

Schwierigkeiten, da sie unter Inkaufnahme einer er- quenten Biegeschwingers festgeschraubt. Die schwinghöhten Uhrwerksdicke oberhalb oder unterhalb der fähigen Teile dieses Biegeschwingers, der über eine Schwingebene am Schwinger vorbeigeführt werden stegförmige Verbindungsstelle 3 b mit dem Fuß 3 a muß. verbunden ist, haben ungefähr die Form eines »ω«Difficulties, since they screwed tight at the expense of a queasy oscillating vibrator. The clockwork thickness with increased oscillation above or below the capable parts of this flexural oscillator, which must be guided past the oscillator via a plane of oscillation, web-shaped connection point 3 b with the foot 3 a. connected are roughly in the form of an »ω«

Um ferner zur Erzielung einer größeren Ganggenau- 5 und werden im wesentlichen durch zwei zueinander igkeit der Uhr die Frequenz des Schwingers bei gege- symmetrische Schwingungsarme 3 c und 3 d gebildet, bener äußerer Abmessung, insbesondere ohne eine die auf einem wesentlichen Teil ihrer Länge entlang Verringerung der Querschnitte der Schwingarme und dem Rand 1 α der Platine 1 verlaufen, der gleichdamit der Steifigkeit, zu erhöhen, empfiehlt es sich, zeitig den Rand des Uhrwerks bildet. Zwischen den den Biegeschwinger nach der Erfindung derart mit io Armen 3c und 3d einerseits und der Platine 1 ande-Durchbrechungen zu versehen, daß sein Gewicht ohne rerseits ist ein hinreichender Zwischenraum, damit wesentliche Verringerung seiner Steifigkeit vermin- die Arme frei schwingen können. An den Stellen 3 e dert und außerdem seine schwingende Masse in der und 3/ sind die Arme 3c und 3d nach innen ge-Weise verteilt wird, daß die bei vollkommener Sym- krümmt und bilden eine Einbuchtung 3 g, durch die metrie des Schwingers auf die Befestigungsstelle in 15 zwischen dem Uhrwerksrandia und dem Schwinger Richtung der Symmetrieachse wirkende resultierende ein Zwischenraum ausgespart wird und deren Boden Kraft weitgehend verringert und unter Umständen in die Verbindungsstelle 3 b zum Fuß 3 α übergeht, sogar praktisch null ist. Bei Stimmgabeln erfährt be- An den beiden freien Enden der Schwingarme 3 c kanntlich der Stimmgabelfuß eine in Richtung der und 3d ist je ein Magnetkopf angelötet, der mit 14 Symmetrieachse verlaufende longitudinale Schwin- ao bzw. 15 bezeichnet ist. Aus der F i g. 3 ist ersichtlich, gung, die auf die Befestigungsstelle und damit auf die daß der Magnetkopf 14, der spiegelsymmetrisch zum _... ganze Uhr wirkt, welche zum Mitschwingen angeregt Magnetkopf 15 ausgebildet ist, aus einem im Quer=·" wird. Die Schwingung kann sehr stark werden und ist schnitt U-förmigen Weicheisen 4 und Polschuhen 5 a ungleichförmig gedämpft, was nicht nur einen Ener- und 5 b besteht, die an die freien Schenkel 4 α bzw. gieverlust, sondern auch eine Störung der Frequenz 25 4 b des U-Eisens 4 angelötet, und derEorm der Spulen zur Folge haben kann. Da bei den gebogenen Armen angepaßt sind. Der eigentliche Schwinger 3 'kann vordes Schwingers nach der Erfindung die einzelnen teilhafterweise aus einem Material mit einem kleinen Massenprodukte nicht annähernd senkrecht zur Sym- thermoelastischen Koeffizienten hergestellt werden, metrieachse liegende Bahnen durchlaufen, sondern Die Polschuhe 5 α und 5 b bestehen aus hochkoerziti- unterschiedlich zur Symmetrieachse geneigte Kreis- 30 vem Material, z. B. aus einer Platin-Kobalt-Legiebahnen um einen in der Nähe der Befestigungsstelle rung. Das magnetische Feld im Luftspalt zwischen liegenden Punkt, kann unter Berücksichtigung der den beiden Polschuhen 5 α und 5 & ist im wesentlichen Einbuchtung des Schwingers die Massenverteilung homogen und verläuft senkrecht zur Ebene der Piaderart gewählt werden, daß die resultierende Kraft tine 1 und infolgedessen auch zur Ebene, in welcher aus den Beschleunigungen aller schwingenden Mas- 35 der Schwinger 3 angeordnet ist und in welcher seine senelemente in Richtung der Symmetrieachse wenig- beiden Arme 3 c und 3 d schwingen, stens näherungsweise verschwindet. Dadurch wird ein Auf jedem der Magnetköpfe 14 und 15 ist mittels Mitschwingen der Befestigungsstelle und damit der einer Schraube 6 ein gegen Reibung drehbarer Zeiganzen Uhr verhindert. ger 7 derart befestigt, daß dessen Drehachse zurTo further formed to obtain a larger Ganggenau- 5 and the frequency are substantially by two mutually accuracy of the clock of the oscillator at gege- symmetric vibration arms 3 c and 3 d, Bener outer dimension along a particular without a substantial part of its length Reduction of the cross sections of the swing arms and the edge 1 α of the plate 1 run, which at the same time increase the rigidity, it is advisable to form the edge of the clockwork early. To provide between the flexural oscillator according to the invention with 10 arms 3c and 3d on the one hand and the plate 1 on the other hand openings so that its weight without the other hand is a sufficient gap so that the arms can swing freely so that a substantial reduction in its stiffness is reduced. At the points 3 e changes and also its oscillating mass in the and 3 /, the arms 3c and 3d are distributed inwardly in such a way that they bend with perfect symmetry and form an indentation 3 g, due to the symmetry of the oscillator the attachment point in 15 between the clockwork rim and the oscillator acting in the direction of the axis of symmetry resulting in a gap is recessed and the bottom force is largely reduced and under certain circumstances passes into the connection point 3 b to the foot 3 α, is even practically zero. When loading forks on experiences the two free ends of the swinging arms 3 c kanntlich Stimmgabelfuß the one is in the direction of and 3d is soldered each a magnetic head, the extending axis of symmetry 14 with longitudinal oscillation or ao denotes 15th From FIG. 3 it can be seen that the magnetic head 14, which acts mirror-symmetrically to the entire clock, which is designed to oscillate magnetic head 15, is made of a transverse = · ". The oscillation can be very strong and is cut U-shaped soft iron 4 and pole pieces 5 a unevenly attenuated, which is not only an energy and 5 b , the loss of energy to the free legs 4 α or, but also a disturbance of the frequency 25 4 b of the U-iron 4 soldered on, and the shape of the coils can result. Since the curved arms are adapted. The actual oscillator 3 'can, in front of the oscillator according to the invention, the individual parts partly made of a material with a small mass product not approximately perpendicular to the Sym - Thermoelastic coefficients are produced, metri-axis lying paths run through, but the pole shoes 5 α and 5 b consist of hochkoerziti- differently inclined to the symmetry axis circle - 30 vem material, e.g. B. from a platinum-cobalt Legiebbahnen to a near the attachment point tion. The magnetic field in the air gap between the points can be chosen, taking into account the two pole pieces 5 α and 5 & is essentially indentation of the oscillator, the mass distribution is homogeneous and runs perpendicular to the plane of the Piaderart, that the resulting force tine 1 and consequently also to the plane in which the accelerations of all oscillating mass of the vibrator is arranged 3 and 35 in which its senelemente in the direction of the axis of symmetry infrequent two arms 3 and swing c d 3, least approximately vanishes. As a result, a clock that can rotate against friction is prevented by means of the attachment point and thus that of a screw 6 oscillating with the magnetic heads 14 and 15. ger 7 attached so that its axis of rotation to

Die Merkmale nach den Unteransprüchen 4 und 5 40 Schwingungsebene senkrecht steht und daß seinThe features according to the dependent claims 4 and 5 40 oscillation plane is perpendicular and that his

betreffen zweckmäßige Ausbildung zur Amplituden- Schwerpunkt nicht im Drehzentrum liegt, so daßconcern appropriate training for amplitude focus is not in the center of rotation, so that

begrenzung und Eigenfrequenzeinstellung des Biege- beim Drehen dieses Zeigers der ZeigerschwerpunktLimitation and natural frequency setting of the bending when turning this pointer the pointer's center of gravity

schwingers nach der Erfindung, wobei derartige Maß- und damit auch der Schwerpunkt des Gesamtschwing*-oscillator according to the invention, such a measure and thus also the center of gravity of the total oscillation * -

nahmen bei Uhren anderen Typs an sich bereits be- armes verschoben und infolgedessen auch seine Ei-already poorly shifted in clocks of other types and consequently also its functions

kannt sind (französische Patentschrift 81113, Zusatz 45 genfrequenz geändert wird. Auf jedem der Magnet-are known (French patent 81113, addition 45 gene frequency is changed. On each of the magnetic

zu 1 224 395; schweizerische Patentschriften 280067 köpfe 14 und 15 ist eine mk 14a bzw. 15a bezeich-to 1,224,395; Swiss patents 280067 heads 14 and 15 is a mk 14a and 15a, respectively.

und217 811). nete Skala angebracht; auf welcher die Frequenz-and 217 811). nete scale attached; on which the frequency

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen an änderung in Sek./Tag ablesbar ist. Die beiden Zei- * zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es ger 7 werden zweckmäßigerweise durch je einen zuzeigt 50 gespitzten Metallstreifen gebildet, der unter den KopfThe invention is based on the drawings of changes in seconds / day can be read. The two Zei * two exemplary embodiments are described in more detail. It ger 7 are expediently formed by a pointed 50 pointed metal strip, which is placed under the head

Fig. 1 eine Draufsicht auf das erste Ausführungs- der zugehörigen Schrauben 6 geklemmt ist. DamitFig. 1 is a plan view of the first embodiment of the associated screws 6 is clamped. In order to

beispiel eines Uhrwerks nach der Erfindung, bei Schlagen und anderen Erschütterungen derexample of a clockwork according to the invention, when beating and other vibrations of the

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Schwinger nicht beschädigt wird, ist in der NäheFig. 2 is a section along line II-II of the transducer not being damaged

Fig. 1, jedes Magnetkopfes ein Amplitudenbegrenzer 47 auf1, each magnetic head has an amplitude limiter 47

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der 55 der Platine 1 festgeschraubt, um den Schwingungs-Fig. 3 is a section along the line III-III of 55 of the board 1 screwed to the vibration

Fig. 1, weg der Magnetköpfe senkrecht zur Platine und inFig. 1, away from the magnetic heads perpendicular to the board and in

^:F i g. 4 einen Schnitt längs eines Teils des Getriebes Richtung voneinander weg zu begrenzen, ^: F i g. 4 delimiting a section along part of the transmission in the direction away from one another,

nach der Linie IV-IV der F i g. 1, Die F i g. 5 zeigt das Schaltschema des elektrischenaccording to line IV-IV of FIG. 1, The F i g. 5 shows the circuit diagram of the electrical

' F i g. 5 das elektrische Schaltschema der Uhr, Stromkreises. Dieser besteht aus der Abfühlspule 9,'F i g. 5 the electrical circuit diagram of the clock, circuit. This consists of the sensing coil 9,

F i g. 6 eine Drauf sieht auf das zweite Ausführungs- 60 der Erregerspule 10, dem Kondensator 11, dem Windspiel nach der Erfindung, wobei nur der im Uhr- derstand 12, dem Transistor 13 und der Batterie 6. werkgehäuse angeordnete Biegeschwinger dargestellt Die Basis 13 b des Transistors 13 ist einerseits über ist, und den Widerstand 12 mit dem Kollektor 13 c und an- ; Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der dererseits über den Kondensator 11 und die Abfühl-Fig. 6. 65 spule 9 mit dem Emitter 13a verbunden, der seiner-¹ Nach den F i g. 1 und 2 ist auf der Platine 1 mittels seits über die Erregerspule 10 und die Batterie 8 mit dreier Schrauben 2 ein im Grundriß winkelförmiger dem Kollektor 13 c verbunden ist. Als Verbindungs-Fuß 3a des als Ganzes mit 3 bezeichneten, tonfre- leitung zwischen der Erregerspule 10 und dem nega-F i g. 6 is a plan looks at the second execution 60 of the excitation coil 10, capacitor 11, the wind chime according to the invention, wherein only the b resistor in the clock 12, transistor 13 and the battery 6. mechanism housing disposed flexural resonator shown, the base 13 of the Transistor 13 is on the one hand over is, and the resistor 12 to the collector 13 c and an-; Fig. 7 shows a section along the line VII-VII which in turn over the capacitor 11 and the sensing Fig. 6. 65 coil 9 connected to the emitter 13a, which is of its- ¹ After the F i g. 1 and 2 is on the board 1 by means of the exciter coil 10 and the battery 8 with three screws 2 is connected to the collector 13 c angled in plan. As the connection foot 3a of the whole designated 3, sound transmission between the excitation coil 10 and the negative

tiven Pol 8α der Batterie 8 dient dabei die Platine 1 des Uhrwerkes. Natürlich hängt die Polung der Batterie von der Art des verwendeten Transistors ab, so daß je nach dessen Leitfähigkeitstyp der negative oder der positive Pol über die Platine 1 mit der Spule und entsprechend der positive oder der negative Pol mit dem Kollektor 13 c und dem Widerstand 12 verbunden ist.tiven pole 8α of the battery 8 serves the circuit board 1 of the clockwork. Of course, the polarity of the battery depends on the type of transistor used, so that, depending on its conductivity type, the negative or the positive pole via the circuit board 1 with the coil and, accordingly, the positive or the negative pole with the collector 13c and the resistor 12 connected is.

Wie man aus den Fig. 1, 2 und 3 ersehen kann, sind die beiden Spulen 9 und 10 als flache Spulen mit elliptischem Grundriß ausgebildet und auf einer Rippe 16 α des aus Kunststoff bestehenden Behälters 16 unlösbar aufgesetzt. In diesem Behälter, der natürlich ebenfalls einen elliptischen Grundriß aufweist, sind der Kondensator 11, der Widerstand 12 und der Transistor 13 untergebracht, während die beiden Spulen 9 und 10 so dimensioniert sind, daß sie das gesamte Magnetfeld im Luftspalt der beiden Magnetköpfe 14 und 15 durchschneiden. Die Batterie 8 liegt mit ihrem negativen Pol 8 a auf der Platine 1 auf; sie ist in einer zylindrischen Vertiefung 1 b der Platine 1 eingesetzt und wird in dieser Lage durch eine Haltefeder 17 festgehalten, welche an einer in der Platine 1 eingeschraubten Schraube 18 elektrisch isoliert montiert ist. Zwischen dieser Haltefeder 17 und dem Deckel der Batterie 8, der gleichzeitig ihren positiven Pol 8 b bildet, ist ein elektrischer Leiter 19 eingeklemmt, der diesen positiven Pol mit der Schraube 20 verbindet, die in der Metallhülse 20 α eingeschraubt ist und die ihrerseits sowohl mit dem Widerstand 12 wie auch mit dem Kollektor 13 c des Transistors 13 elektrisch leitend verbunden ist. In der F i g. 1 ist der Leiter 21 sichtbar, der den Kondensator 11 mit der Abfühlspule 9 verbindet, sowie der Leiter 22, der den Emitter 13 α des Transistors 13 mit dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Spulen 9 und 10 verbindet. Aus dieser Schaltanordnung ergibt sich die Funktionsweise ohne weiteres: Wenn durch irgendeine zufällige Bewegung auch nur ein Schwingarm des Biegeschwingers 3 etwa bewegt wird, so wird in der Abfühlspule 9 eine Spannung induziert, was zur Folge hat, daß durch die Erregerspule 10 ein Strom fließt, wodurch ein Magnetfeld aufgebaut und die beiden Magnetköpfe 14 und 15 in der Richtung der begonnenen Bewegung weiterbewegt werden. Sobald sie ihre durch die Elastizität des Schwingers 3 bedingte Auslenkung erreicht haben, schwingen sie zurück. Nach wenigen Hin- und Herbewegungen ist der Einschwingvorgang abgeschlossen und die Schwingarme 3c und 3d des Biegeschwingers 3 schwingen mit konstanter Amplitude und Frequenz so, daß sich die Magnetköpfe 14 und 15 periodisch einander nähern und voneinander entfernen. Zum Abstimmen der richtigen Frequenz bei der Fabrikation kann von irgendeinem Teil jedes Schwingarmes etwas Material abgenommen werden; so lassen sich z.B. die bogenförmigen Abschnitte3e und 3/ der Arme 3 c bzw. 3 d mittels eines Fräsers ohne weiteres etwas schmaler machen.As can be seen from FIGS. 1, 2 and 3, the two coils 9 and 10 are designed as flat coils with an elliptical plan and placed on a rib 16 α of the container 16 made of plastic in a non-detachable manner. In this container, which of course also has an elliptical shape, the capacitor 11, the resistor 12 and the transistor 13 are housed, while the two coils 9 and 10 are dimensioned so that they the entire magnetic field in the air gap of the two magnetic heads 14 and 15 cut through. The battery 8 rests with its negative pole 8 a on the circuit board 1; it is inserted in a cylindrical recess 1 b of the circuit board 1 and is held in this position by a retaining spring 17 which is mounted in an electrically insulated manner on a screw 18 screwed into the circuit board 1. Between this retaining spring 17 and the cover of the battery 8, which at the same time forms its positive pole 8 b , an electrical conductor 19 is clamped, which connects this positive pole with the screw 20 which is screwed into the metal sleeve 20 α and which in turn both with the resistor 12 as well as with the collector 13 c of the transistor 13 is electrically conductively connected. In FIG. 1 shows the conductor 21, which connects the capacitor 11 to the sensing coil 9, and the conductor 22, which connects the emitter 13 α of the transistor 13 to the connection point between the two coils 9 and 10. The mode of operation results from this switching arrangement: If only one oscillating arm of the flexural oscillator 3 is moved by any random movement, a voltage is induced in the sensing coil 9, with the result that a current flows through the excitation coil 10, whereby a magnetic field is built up and the two magnetic heads 14 and 15 are moved further in the direction of the started movement. As soon as they have reached their deflection caused by the elasticity of the oscillator 3, they swing back. After a few to-and-fro movements, the transient process is complete and the oscillating arms 3c and 3d of the flexural oscillator 3 oscillate at a constant amplitude and frequency so that the magnetic heads 14 and 15 periodically approach and move away from one another. Some material can be removed from any part of each swing arm in order to tune the correct frequency in fabrication; for example, the arcuate sections 3 e and 3 / of the arms 3 c or 3 d can easily be made somewhat narrower by means of a milling cutter.

An einem der beiden Schwingarme, hier am Arm 3d, ist eine Antriebsklinke 24 befestigt, die auf das Klinkenrad 23 einwirkt. Die Zähne des Klinkenrades 23 sind so dimensioniert, daß es bei jeder ganzen Schwingung des Schwingannes um einen Zahnschritt vorwärts gedreht wird. Durch eine an der Platine 1 festgelegte Sperrklinke 25 wird verhindert, daß sich das Klinkenrad rückwärts drehen kann. Auf der Achse des Klinkenrades 23 sitzt ein Ritzel 23 a, welches mit einem Zahnrad 26 kämmt, dessen Ritzel 26 a mit einem Zahnrad 27 im Eingriff steht. Bei diesen wie bei allen anderen Rädern sind weder die Lager für die Achsen noch die Brücken, in denen diese Lager eingesetzt sind, eingezeichnet, damit man so die Räder besser sehen kann. Das Zahnrad 27 treibt über ein Zahnrad 28 das Sekundenrad 29, auf dessen Welle 30 der Sekundenzeiger 31 befestigt ist, wie man aus der F i g. 4 ersehen kann. Das mit dem ZahnradA drive pawl 24, which acts on the ratchet wheel 23 , is attached to one of the two oscillating arms, here on arm 3 d. The teeth of the ratchet wheel 23 are dimensioned so that it is rotated forward by one tooth step for each complete oscillation of the vibrating arm. A pawl 25 fixed on the circuit board 1 prevents the ratchet wheel from rotating backwards. On the axis of the ratchet wheel 23 sits a pinion 23 a, which meshes with a gear 26, the pinion 26 a of which is in engagement with a gear 27. With these, as with all other wheels, neither the bearings for the axles nor the bridges in which these bearings are used are drawn in, so that you can see the wheels better. The gear 27 drives the second wheel 29 via a gear 28, on the shaft 30 of which the second hand 31 is attached, as can be seen from FIG. 4 can be seen. The one with the gear

ίο 28 fest verbundene Ritzel 28 α kämmt mit einem Zahnrad 32, dessen Ritzel 32 a mit einem Zahnrad 33 im Eingriff steht. Das mit diesem fest verbundene Ritzel 33 α kämmt mit dem Minutenrad 34, welches an dem auf der Sekundenwelle 30 aufgeschobenen und dort frei drehbar gelagerten Minutenrohr 35 befestigt ist und den Minutenzeiger 36 sowie einen Trieb 34 a trägt,.,der seinerseits mit dem Zwischenrad 37 im Eingriff steht, dessen Trieb 37 a mit dem Stundenrad 38 kämmt. Dieser sitzt auf dem den Stundenzeiger 40 tragenden Stundenrohr 39. Auf diese Art und Weise wird die Bewegung des Schwingers 3 auf die Zeiger-."' 31, 36 und 40 übertragen.ίο 28 firmly connected pinion 28 α meshes with a gear 32, the pinion 32 a of which is in engagement with a gear 33. The pinion 33 α firmly connected to this meshes with the minute wheel 34, which is attached to the minute tube 35 pushed onto the seconds shaft 30 and freely rotatably mounted there and carries the minute hand 36 and a drive 34 a, which in turn connects to the intermediate wheel 37 is engaged, whose drive 37 a meshes with the hour wheel 38. This sits on the hour tube 39 carrying the hour hand 40. In this way, the movement of the oscillator 3 is transmitted to the hands 31, 36 and 40.

Zum Einstellen der Zeiger dient die Zeigerstellwelle 43, auf welcher außen die Krone 44 und innen das Kronrad 45 sitzt. Diese Zeigersfellwejle 43 liegt wenigstens angenähert in der Ebene des Schwingers 3. Dieser ist in bezug auf eine durch die Zeigerstellwellenachse gehende, senkrecht zur Ebene des Schwingers 3 und zur Platine 1 stehende Ebene symmetrisch ausgebildet und angeordnet und weist eine Einbuchtung auf, durch die zwischen dem Uhrwerksrandia und dem Schwinger 3 ein Zwischenraum ausgespart wird, in welchem diese Zeigerstellwelle 43 untergebracht ist. Sie ist dabei in ihrer Längsrichtung verschiebbar gelagert, so daß sich durch Herausziehen der Zeigerstellwelle über den Stellhebel 46 und die Wippe 47 das Kronrad 45 mit dem Zeigerstellrad 41 in Eingriff bringen läßt. Das Zeigerstellrad 41 seinerseits kämmt mit dem Wechselrad 42, dessen Trieb 42 α. mit dem Zwischenrad 37 im Eingriff steht.The pointer setting shaft 43, on which the crown 44 is on the outside and on the inside, is used to set the pointer the crown wheel 45 is seated. This Zeigersfellwejle 43 is located at least approximately in the plane of the oscillator 3. This is with respect to a through the pointer adjusting shaft axis going, perpendicular to the plane of the oscillator 3 and to the board 1 standing plane symmetrically formed and arranged and has an indentation through which between the clockwork rim and the oscillator 3 a gap is cut out in which this pointer setting shaft 43 is housed is. It is mounted displaceably in its longitudinal direction, so that by pulling it out of the pointer setting shaft via the setting lever 46 and the rocker 47, the crown wheel 45 with the pointer setting wheel 41 can be brought into engagement. The pointer setting wheel 41 in turn meshes with the change wheel 42, whose drive 42 α. is in engagement with the intermediate gear 37.

Bei dieser Ausgestaltung des Uhrwerks kann ein mit Füßchen versehenes Zifferblatt 46 a, wie das bei Kleinuhren bekannt ist, an der Platine 1 befestigt werden, das dazu entsprechende Löcher 1 c für die Füßchen und Bohrungen Id für die Befestigungsschrauben aufweist. ' ,In this embodiment of the clockwork, a dial 46 a provided with feet, as is known in small watches, can be attached to the board 1, which has corresponding holes 1 c for the feet and holes Id for the fastening screws. ',

Wie man sieht, wird dadurch, daß der Biegeschwin- „ ger auf einem wesentlichen Teil seiner Länge entlang dem Rand des Uhrwerks verläuft, in der Mitte des Werkes ein großer, zusammenhängender Raum freigehalten, in welchem sich ohne Schwierigkeiten nicht nur die Zahnräder für den Antrieb der Zeiger, sondern nötigenfalls auch noch weitere Zahnräder für den Antrieb eines Kalenderwerkes und gegebenenfalls weitere Anzeigervorrichtungen unterbringen lassen. Auch wird so ein hinreichend großer Raum für die Batterie geschaffen, so daß sich eine runde Batterie mit einem verhältnismäßig großen Durch-As you can see, the fact that the bending speed " ger runs along the edge of the movement for a substantial part of its length, in the center of the A large, coherent space is kept free in the work, in which it is not possible without difficulty only the gears for driving the pointer, but also other gears if necessary accommodate the drive of a calendar mechanism and possibly other display devices leave. This also creates a sufficiently large space for the battery so that it is round Battery with a relatively large

. messer verwenden und ebenfalls ohne Schwierigkeiten zwischen den Armen des Schwingers anordnen läßt.. Use a knife and position it between the arms of the transducer without difficulty leaves.

Die Einbuchtung des Schwingers nahe dem Befestigungsfuß erlaubt das Anbringen einer Zeigerstellwelle klassischer Bauart, und vor allem wird das die elastische Energie des Schwingers aufnehmende Materialvolumen durch diese Einbuchtung gegenüber Stimmgabeln üblicher Form wesentlich erhöht. Das zweite Ausführungsbeispiel nach den F i g. 6The indentation of the oscillator near the mounting foot allows a pointer setting shaft to be attached classic design, and above all the volume of material that absorbs the elastic energy of the oscillator significantly increased by this indentation compared to tuning forks of the usual shape. The second embodiment according to FIGS. 6th

und 7, das mit Ausnahme der Form des Biegeschwingers im wesentlichen genauso aufgebaut ist wie das beschriebene erste Ausführungsbeispiel und bei dem daher nur die Ausbildung und Anordnung des Biegeschwingers gezeigt ist, weist einen mit Durchbrechungen versehenen Biegeschwinger auf.and 7, which, with the exception of the shape of the flexural oscillator, has essentially the same structure as that described first embodiment and in which therefore only the training and arrangement of the flexural oscillator is shown, has a flexural oscillator provided with openings.

F i g. 6 zeigt wie die F i g. 1 den tonfrequenten Biegeschwinger 3, dessen winkelförmiger Fuß 3 a wiederum mittels dreier Schrauben 2 auf der Platine 1 festgeschraubt ist. Die schwingfähigen Teile dieses Biegeschwingers haben auch hier ungefähr die Form eines »ω« und sind über eine Verbindungsstelle 3 b mit dem Fuß 3 α verbunden. Sie werden durch zwei zueinander symmetrische Schwingungsarme 3 c und 3d gebildet, die auf einem wesentlichen Teil ihrer Länge entlang dem Rand la der Platine 1 verlaufen, der gleichzeitig den Rand des Uhrwerks bildet. Auch hier ist nahe dem Stimmgabelfuß eine Einbuchtung des Schwingers, mit 3 g bezeichnet, vorhanden.F i g. 6 shows how FIG. 1 the audio-frequency bending oscillator 3, the angular base 3 a of which is in turn screwed tightly to the board 1 by means of three screws 2. The parts of this flexural oscillator that can vibrate have approximately the shape of an »ω« and are connected to the base 3 α via a connection point 3 b . They are formed by two mutually symmetrical oscillation arms 3 c and 3d which run for a substantial part of their length along the edge la of the plate 1, which at the same time forms the edge of the clockwork. Here, too, there is an indentation of the oscillator, denoted by 3 g, near the tuning fork base.

Zwischen den Armen 3 c und 3 d einerseits und der Platine 1 andererseits befindet sich ein Zwischenraum, damit die Arme frei schwingen können. An den beiden freien Enden der Schwingarme 3 c und 3 d ist auch hier je ein Magnetkopf durch Löten oder Schweißen befestigt, der mit 14 bzw. 15 bezeichnet ist. Aus der F i g. 7 ist ersichtlich, daß der Magnetkopf 14, der spiegelsymmetrisch zum Magnetkopf 15 ausgebildet ist, aus einem im Querschnitt U-förmigen Weicheisen 4 und Polschuhen 5 α und 5 b besteht, die an die freien Schenkel 4 a bzw. 4 b des U-Eisens 4 angelötet und der Form der Spulen angepaßt sind.Between the arms 3 c and 3 d on the one hand and the board 1 on the other hand there is a space so that the arms can swing freely. At the two free ends of the swing arms 3 c and 3 d , a magnetic head is attached by soldering or welding, which is designated by 14 and 15, respectively. From FIG. 7 it can be seen that the magnetic head 14, which is mirror-symmetrical to the magnetic head 15, consists of a cross-sectionally U-shaped soft iron 4 and pole pieces 5 α and 5 b , which are attached to the free legs 4 a and 4 b of the U iron 4 are soldered and adapted to the shape of the coils.

Das Material des Biegeschwingers 3 und der Teile 4, 3 a und Sb kann das gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel sein.The material of the flexural oscillator 3 and the parts 4, 3 a and Sb can be the same as in the first embodiment.

In jedem der Magnetköpfe 14 und 15 ist eine zur Schwingungsebene senkrechte Bohrung 66 angeordnet. Diese Bohrung erfüllt zwei Zwecke. In ihrem oberen Teil ist mit satter Reibung ein drehbarer zylindrischer Körper 67 befestigt, welcher mittels eines Schraubenziehers gedreht werden kann und dessen Masse exzentrisch verteilt ist. Diese exzentrische Massenverteilung wird durch eine in die innere Hälfte des Körpers eingelassene Aushöhlung 68 gebildet. Die nötige Reibung zwischen dem zylindrischen Körper 67 und dem betreffenden Magnetkopf erhält man durch eine bis auf die Fläche 69 durchgehende diametrale Aufschlitzung des zylindrischen Körpers, wodurch diesem ein elastisches Verhalten verliehen und somit eine zuverlässige und einstellbare Andrückkraft an die Bohrwandung erreicht wird. Dieser Schlitz, der mit dem Schraubenzieherschlitz zusammenfällt, dient zugleich als Zeiger, der sich gegenüber einer auf jeden Magnetkopf angebrachten Skala 70 bewegt. Dieses Organ weist gegenüber ähnlichen bekannten Feineinstellungsorganen den Vorteil auf, daß es im Kopf eingebettet ist und daher keinen zusätzlichen Platz beansprucht.In each of the magnetic heads 14 and 15 there is arranged a bore 66 perpendicular to the plane of oscillation. This hole serves two purposes. In its upper part is a rotatable cylindrical one with rich friction Body 67 attached, which can be rotated by means of a screwdriver and the like Mass is distributed eccentrically. This eccentric mass distribution is caused by an in the inner Recessed cavity 68 formed in half of the body. The necessary friction between the cylindrical Body 67 and the relevant magnetic head are obtained by a one that is continuous up to the surface 69 diametrical slitting of the cylindrical body, giving it an elastic behavior and thus a reliable and adjustable pressure force on the bore wall is achieved. This slot which coincides with the screwdriver slot also serves as a pointer that is opposite a scale 70 mounted on each magnetic head is moved. This organ points towards similar known ones Fine adjustment organs have the advantage that it is embedded in the head and therefore no additional ones Takes up space.

Diese exzentrischen Massen gestatten eine feine Einstellung der Frequenz, indem beim Drehen der Masse deren Schwerpunkt und damit auch der Schwerpunkt des gesamten Schwingorgans verschoben und infolgedessen auch dessen Eigenfrequenz geändert werden. Auf den Skalen kann man unmittelbar die Frequenzänderungen in Sek./Tag ablesen und einstellen. These eccentric masses allow a fine adjustment of the frequency by turning the Mass whose center of gravity and thus also the center of gravity of the entire oscillating organ shifted and as a result, its natural frequency can also be changed. On the scales you can immediately see the Read off and set frequency changes in seconds / day.

Der untere Teil der Bohrung wird in Zusammenwirkung mit einem in der Platine befestigten Stift 71 kleineren Durchmessers zur Amplitudenbegrenzung in der Schwingungsebene verwendet, damit bei Stoßen und anderen Erschütterungen der Schwinger nicht beschädigt wird.The lower part of the hole is in cooperation with a pin 71 fixed in the board Smaller diameter used to limit the amplitude in the plane of vibration, so that it is used in the event of impact and other vibrations, the transducer is not damaged.

Um die erwähnte, auf den Fuß 3 a wirkende Kraft zu eliminieren, wurde dem gesamten schwingfähigen Teil des Schwingers eine geeignete Form gegeben. Es ist leicht zu ersehen, daß die die Gesamtschwingmasse bildenden Massenelemente dm beim Schwingen etwa Kreisbogen mit unterschiedlicher Neigung ίο zur Symmetrieachse beschreiben. Um zu erreichen,In order to eliminate the aforementioned force acting on the foot 3 a, the entire oscillatable part of the oscillator was given a suitable shape. It is easy to see that the mass elements dm forming the total oscillating mass describe approximately circular arcs with different inclinations to the axis of symmetry when oscillating. To achieve,

daß die vektorielle Summe aller Einzelkräfte dmthat the vector sum of all individual forces dm

(v = Geschwindigkeit des Massenpunktes dm) verschwindet, d. h.(v = velocity of the mass point dm) vanishes, ie

dm^-=Odm ^ - = O

Vol.Vol.

wird, muß offenbar für jeden Schwingarm, den Magnetkopf einbezogen,must obviously be included for each swing arm, the magnetic head,

L ='o L = 'o

dm
vol.· d t dm
vol. · d t

sein (v_y ist die Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Schwingersymmetrieachse), da sich wegen der Symmetrie alle senkrecht zur Symmetrieachse gerichteten Kraftkomponenten aufheben, wenn der Schwinger symmetrisiert worden ist. Da jedoch die äußere Form des Armes bereits wesentlich durch die hier nicht dargestellten anderen Uhrenteile, wie Batterie, Räderwerk, elektrischer Kreis, Platinenrad, sowie durch die erwünschte Schwingfrequenz und durch die erforderliche Steifigkeit des Armes vorgegeben ist, kann eine geeignete obige Forderung erfüllende Massenverteilung nicht ohne weiteres durch beliebige Wahl der äußeren Formgebung erreicht werden. (v _y is the speed component in the direction of the axis of symmetry of the vibrator), because due to the symmetry, all force components directed perpendicular to the axis of symmetry cancel each other out when the vibrator has been symmetrized. However, since the outer shape of the arm is already largely determined by the other watch parts not shown here, such as the battery, gear train, electrical circuit, plate wheel, as well as by the desired oscillation frequency and the required rigidity of the arm, a suitable mass distribution that meets the above requirement cannot can easily be achieved by any choice of external shape.

,Daher ist zur Erzielung der erwünschten Massenverteilung jeder Schwingarm mit drei weiteren Bohrungen 72, 73, 74 versehen, was den Vorteil hat, daß man die Verteilung der Schwingmasse verändern kann, ohne dadurch die Steifigkeit und die Wider-Standsfähigkeit der Schwinger wesentlich herabzusetzen, wie das aus der Mechanik bekannt ist.Therefore, in order to achieve the desired mass distribution each swing arm is provided with three further bores 72, 73, 74, which has the advantage that you can change the distribution of the oscillating mass without reducing the stiffness and resilience to reduce the oscillator significantly, as is known from mechanics.

Gleichzeitig kann auf diese Weise durch eine Mas^· senverringerung des Schwingarms eine höhere Schwingfrequenz erreicht werden.At the same time, in this way, a mas ^ · sen reduction of the swing arm a higher vibration frequency can be achieved.

Wie der Schwinger ausgebildet werden muß, um die BedingungHow the transducer must be trained to meet the condition

dm^ = 0dm ^ = 0

Vol.Vol.

zu erfüllen, kann z. B., wenigstens näherungsweise, auf graphischem Wege ermittelt werden. Die so erreichte Aufhebung der Beschleunigungskräfte in Richtung der Symmetrieachse ist in der Regel nicht vollständig; sie kann durch eine leichte Korrektur vervollständigt werden.to meet, z. B., at least approximately, can be determined graphically. The so achieved Abolition of the acceleration forces in the direction of the axis of symmetry is usually not complete; it can be completed with a slight correction.

Zu diesem Zweck wird der Schwinger allein oder die ganze Platine auf eine schwingungsempfindliche Unterlage gelegt, welche mit einem Meßinstrument verbunden ist. Die Symmetrierung des Schwingers wird auf bekannte Weise durch Wegfeilen von Material an geeigneten Stellen der Schwingarme vorgenommen, während die Resultierende der in axialerFor this purpose, the transducer alone or the whole board is on a vibration-sensitive Put a pad, which is connected to a measuring instrument. The balancing of the oscillator is carried out in a known manner by filing away material at suitable points on the swing arms, while the resultant of the in axial

Richtung virkenden Massenkräfte durch mehr oder weniger große Bohrungen in den Armen des Schwingers auf Null reguliert wird. Geeignet für durch Feilen erzielte Materialverringerungen sind die Stellen in der Nähe des Schwingungsknotens des Schwingers,Direction of acting inertia forces through more or less large bores in the arms of the transducer is regulated to zero. The points are suitable for material reductions achieved by filing near the node of the oscillator,

1010

z. B. bei den Stellen 3 e und 3/ (F i g. 1). Durch Feilen außerhalb dieser Stellen wird der Schwingungsknoten verschoben, womit ebenfalls, wenn auch auf schwierigere Weise, die erwähnte Resultierende auf Null gebracht werden kann.z. B. at positions 3 e and 3 / (Fig. 1). Filing outside of these points shifts the vibration node, which also, albeit in a more difficult way, can bring the resultant mentioned to zero.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. The electronic watch with a serving as time standard and drive element 'audio-frequency flexural resonator, having two oscillating arms which extend over a substantial part of its length along the edge of the watch movement, characterized in that the passing over in the mounting foot (3 A) connecting point (3 b) both swing arms (3c, 3d) form the bottom of a symmetrical indentation (3 g) which is concavely curved with respect to the clockwork ring, through which a gap is left between the clockwork edge (la) and the oscillator (Fig. 1 and 6) .

2. Watch according to claim 1, with a pointer adjusting shaft lying parallel to the movement plane, characterized in that this pointer setting shaft (43) is accommodated in the aforementioned space is and at least approximately in the plane of the oscillator and in its axis of symmetry (Figs. 1 and 2).

3. Watch according to one of the preceding claims, characterized in that the flexural oscillator (3) is provided with openings (72, 73, 74) through which its weight is negligible Reduction of its stiffness is reduced and the vibrating mass is distributed in this way becomes that when oscillating in the oscillation plane the vector sum of all due to the acceleration caused individual forces at least approximately disappears (Fig. 6).

4. Small watch according to one of the preceding claims, with an organ to limit the amplitude of the vibrator in the event of bumps and other vibrations, characterized in that this organ is attached to the plate (1) by one Pin (71) is formed which protrudes into an opening (66) provided in the transducer (FIG. 7).

5. Watch according to one of the preceding claims, wherein each arm on his End carries a mass that is provided with an organ for changing its natural frequency, characterized in that the entire organ is one in said mass (14, 15) with full Friction of embedded rotatable bodies (7; 67) with a mass distribution eccentric to its axis of rotation is (Fig. 1, 6).

by the watch case enclosed space practically divides into two separate sections and thereby the accommodation of the gear train for the hands and, if applicable, for the calendar train as well making it difficult to accommodate the battery without increasing the dimensions of the watch, the advantage that the available space can be used better, however, like the tuning fork transducer, the basic vibration technology

ίο the disadvantage that for a given vibration energy the energy density in the transducer is relatively high and therefore the improvement in the quality factor of the Schwingers is a limit.

There are also known W-shaped transducers-

(Journal Suisse d'Horlogerie, 1963, issue 3/4, pp. 51 to 64), through which the problem of compensation of positional errors is to be solved by the fact that at a certain ratio the lengths of the inner and outer pair of legs of such a vibrator are the vibrating Moving masses in a straight line. To achieve that; tC the legs must bend in an S-shape, which is the case with

- same amplitudes and same geometrical dimensions of the legs, compared with the normal

Tuning fork, leads to considerably higher energy densities in this leg. Apart from this These well-known W-shaped transducers are disadvantageous, essentially to be regarded as a theoretical solution. as their manufacture is very inconvenient.

The invention is based on the object of designing a flexural oscillator of the type mentioned at the outset in such a way that, for a given oscillation energy, the energy density in the oscillator is as low as possible and thus the quality factor is improved compared to previously known oscillators. The energy density is understood to mean the elastic energy of the oscillator per unit volume, the elastic energy being caused by a deflection χ of the oscillating arms